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京東在設計儲位分配算法時, 可以將同類、同種商品盡量放在同一區域, 同時, 設計專門的暢銷品和滯銷品存放區, 從而減少揀貨時走“回頭路”

目前, 京東物流在全國范圍內擁有華北、華東、華南、西南、華中、東北和西北7大物流中心, 倉儲面積710萬平方米。京東在上海嘉定建設了亞洲一號全自動化倉庫, 一期工程面積近10萬平方米, 于2014年10月正式投入使用, 擁有自動化立體倉庫、自動分揀機等智能化設備, 并且其倉庫管理、控制、分揀和配送信息系統均由京東公司自主開發。自建物流, 作為京東的核心業務, 需要以強大的倉儲體系作為其支撐, 除了不斷擴張的倉庫數量, 京東也在不斷探索更高效率的倉儲物流管理模式, 而建設上海“亞洲一號” (簡稱, 上海亞一) 智能化倉儲體系, 便是京東將其物流業務從粗放式的、依靠人力的傳統模式, 轉向高效、高質、更加自動化與智能化的模式。

為了構建覆蓋全國主要城市的現代化、自動化電子商務運營網絡, 京東建設了上海亞一自動化倉庫來滿足發展需求。上海亞一物流中心由立體倉庫區、多層閣樓揀貨區、生產作業 (打包) 區和出貨分揀區4大區域構成, 包含了收貨、上架、補貨、揀貨、復核打包、分揀這6個環節。全自動化的入庫上架系統、智能化的運輸系統與行業領先的分揀系統, 使得上海亞一每小時可以分揀超過2萬件商品, 且分揀準確率超過了99.99%, 彌補了人工分揀勞動強度大、流程繁雜、準確度較低等不足。

與普通的倉庫相比, 全自動化立庫的倉儲效率提升了近3倍, 而這一成果, 則歸功于京東S H U T T L E貨架穿梭車。S H U T T L E貨架穿梭車能夠高速行走, 空載狀態下峰值速度為6米/秒。京東在穿梭車的任務調度算法, 速度規劃算法, 高精度定位系統和容錯系統方面都做了自主創新, 使得穿梭車在高速運行的過程中, 車身結構所受到的沖擊力最小, 而且安全性能最高。

隨著自動化立體倉庫的廣泛應用, 促進了智能搬運機器人A G V的產生和發展。為了提升A G V的運行速度和穩定性, 京東自主研發了運動控制器。通過快速地提取A G V的運動狀態來驅動電機的速度, 實現差速軌跡控制算法。這個算法使得A G V在運行的時候更加平穩, 而且運行軌跡更加的準確。A G V機器人的前后車身內嵌入了防撞傳感器和無線通訊模塊, 使它在京東倉庫復雜的工況環境里面輕松自如的工作。

上海亞一的揀貨、補貨體系考慮到普通倉庫的不足, 運用智能化方式解決了其中的很多難題。首先, 上海“亞洲一號”揀貨采用閣樓的形式, 共設4層, 貨物可以通過電梯運送到各個樓層, 而揀貨員則通過各隔層之間的樓梯上下。而隔層與隔層之間, 都貫通著自動化傳送帶, 揀貨員將已揀好的貨物放置在傳送帶上, 就可使貨物直接到達底層的打包區, 省去了揀貨員在揀貨區與打包區來回穿梭的時間與體力耗費。其次, 便是貨物打包后的自動分揀技術。上海亞一的倉庫管理系統、倉庫控制系統、分揀和配送系統等整個信息系統均由京東自主開發, 擁有自主知識產權, 所有國內外先進的自動化設備均由京東進行總集成。

整體產能較低, 立體倉庫利用率不高。上海亞一的立體化倉庫在整個一期倉庫里占地面積最大, 但是儲位利用率并不高, 閑置空間很多, 造成了較大的浪費。亞洲一號的分揀處理能力每小時能達到1.6萬件, 每天能夠處理的單量最高約為40萬件, 實際每天處理量為2 0萬件左右, 產能較低, 遇上“618”“雙十一”等大促時, 處理起來較為吃力。

目前京東智能化倉儲體系對人力的依賴度仍然較大。雖然京東上海亞一號稱高科技、自動化倉庫, 但是它在商品入庫、揀貨、打包等流程中仍然需要耗費大量的人力資源, 且也在一定程度上浪費了庫區的可利用面積, 影響了倉庫的高效率運轉。

自動化倉庫的商品種類較為單一。為了實現高度自動化, 需要智能化設備作為支撐, 而現有的技術條件使得智能設備在使用過程受到一些條件的限制。上海亞一的商品, 大多是電子類以及中小件商品, 產品規整, 清點也較方便。但是其他品類的商品, 如食品和酒水, 仍然依靠傳統的人力進行上架、揀貨等操作, 而這些商品占京東銷售額的比重也很大, 未來京東如果不能對這一部分商品的倉儲體系進行改善, 可能會影響企業整體的智能化進程。

倉庫部分環節設計不完善。由于上海亞一是京東智能化倉儲體系的初步探索, 部分流程及設施設計還存在一定缺陷, 不完善的地方較多, 很多環節還是沿用以前普通倉的運作模式。例如, 閣樓揀貨模式是“一單一揀”, 即每次揀的貨物是以客戶訂單為單位, 而不是普通倉的, 將很多單整合到一起進行揀貨的“多單一揀”模式。但是, 亞一的揀貨員在每次揀貨完成后, 是將貨物放到籃筐中, 再由傳送帶運送到一樓的復核打包區, 由專人將放在籃筐里的貨物進行復核并包裝。這樣, 就增加了商品出庫前的流程, 整個倉庫的產能也會受到一定限制。

減少產能浪費, 提高系統算法精確度。要想減少空間占據最多的立庫區域的浪費, 可以劃出一個專門區域, 用來堆放揀貨倉以及周邊其他京東倉庫的滯銷品;也可以利用這些空間, 用來存放大家電等大宗貨物, 一個儲位放置一個, 當有客戶下單時, 貨物直接從立庫出庫, 無須經過揀貨環節。另外, 通過提高各流程信息系統算法的精確度, 例如, 可以通過優化揀貨員的揀貨路徑, 提升揀貨效率, 從而提高產能。

通過流程改善, 減少人力耗費。目前, 京東倉儲內部成本占比最高的便是勞動力成本, 因此控制人效也是京東精益管理的重點。以商品揀貨打包為例, 由于上海亞一是“一單一揀”的模式, 因此揀貨員在揀貨時, 將貨物直接放到相應的包裝內, 形成一個“移動打包區”, 省去了打包環節, 包裹通過傳送帶直接到分揀區, 從而提高了商品出庫效率。在上海亞一分揀區, 當貨物從分揀區的傳送帶流向各個出口之后, 貨物會直接滑落, 如果不及時拿走出貨口的貨物, 會產生堆積并導致貨物掉落。所以, 每個出貨口都會有至少兩個接貨員負責收集貨物, 碼放整齊, 并放到運貨的叉車或推車上。這樣不僅浪費人效, 而且貨物掉落會破壞貨物包裝。為了改善這一點, 可以在每個出貨口設置一個收納袋懸掛處, 貨物到達出口時可以直接落入收納袋中, 不會跌落在地;當收納袋里貨物收集得較滿時, 理貨員便可以將這一袋拿下, 直接堆放到運貨車上, 再懸掛一個收納袋, 繼續收集貨物。另外, 為了避免貴重貨物在收納袋內形成擠壓破壞包裝, 在中小件及較輕的文件等物品的接貨口安置收納袋更為合適。這樣, 可以減少在出貨口等待的接貨員數量, 提升勞動力效率。

加快標準化建設, 擴大智能化倉庫應用范圍。標準化建設并非“一刀切”, 而是要根據每個商品的特性進行標準制定, 可以從以下幾點著手:對商品進行物流屬性采集, 并將這些信息匯總到系統, 以便于系統根據這些商品屬性進行分類及規劃, 將其納入智能化倉儲體系中。要對商品的包裝、存放等建立標準, 使得每一個入庫商品都規范化, 這是今后進行自動化揀選的基礎。對倉庫的通道寬度進行統一量定, 對每一個貨架擺放點進行定點定位, 并將地標納入GPS系統, 這些都可以為AGV機器人揀選的應用提供可行性。

對不成熟的環節進行改善優化。上海亞一的各個換件設計, 既有借鑒, 也有自己的研發, 由于是第一次探索, 難免會有一些不成熟的環節, 仍然沿用傳統的模式, 缺少智能化。以閣樓揀貨區為例, 很多商品擺放比較隨意, 系統分配的儲位不夠規范, 很多同類、甚至是同一件商品被分配到距離較遠的儲位上, 而且有些單個商品被安置在完全不同品類的區域, 反映出算法的精確度和智能度不夠高。今后, 京東在設計儲位分配算法時, 可以將同類、同種商品盡量放在同一區域, 同時, 設計專門的暢銷品和滯銷品存放區, 從而減少揀貨時走“回頭路”, 提高揀貨速度。